KR200270259Y1

KR200270259Y1 - 폐전선의 폐껍질을 이용한 고체 쓰레기 유도 연료 제조장치

Info

Publication number: KR200270259Y1
Application number: KR2020020000260U
Authority: KR
Inventors: 서광희
Original assignee: 김부연; 서광희
Priority date: 2002-01-04
Filing date: 2002-01-04
Publication date: 2002-03-29

Abstract

본 고안은 폐전선의 폐껍질을 이용한 고체 쓰레기 유도 연료 제조장치에 관한 것으로, 하부에 로터리밸브(12)가 설치되어 챠핑공정에서 부산물로 배출되는 폐껍질을 정량배출하는 호퍼(10)와, 내부에 스크류(22)가 설치되고 하부에는 로터리밸브(24)가 설치되며 상기 호퍼(10)로부터 배출된 폐껍질과 소석회(Ca(OH)₂) 및 활성탄을 혼합하여 정량배출하는 혼합기(20)와, 내부에 스크류(32)가 설치되고 선단부외주에는 온도조절장치(34)에 의하여 특정온도범위내로 온도가 조절되는 히터(36)가 설치되어 상기 혼합기(20)로부터 정량배출되는 혼합물을 용융 압출하는 압출기(30)와, 상기 압출기(30)의 선단부종단에 설치되며 외주에 냉각시스템(42)이 구비되어 상기 압출기(30)로부터 배출된 용융물을 중공부가 형성된 관모양으로 성형하는 성형기(40)와, 일정시간간격으로 절단작업을 수행하여 상기 성형기(40)로부터 배출된 고형연료를 절단하는 커터(50)로 구성되는 고체 쓰레기 유도 연료 제조장치를 제공함으로써, 환경오염을 방지하고 자원을 재활용하여 에너지자원으로 활용할 수 있도록 한 것이다.

Description

폐전선의 폐껍질을 이용한 고체 쓰레기 유도 연료 제조장치{Manufacturing apparatus of RDF}

본 고안은 쓰레기 유도 연료 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐통신전선에서 발생되는 폐껍질을 이용하여 고체 쓰레기 유도 연료를 제조하여 환경오염을 방지하고 자원을 재활용하여 에너지자원으로 활용할 수 있도록 하는 폐전선의 폐껍질을 이용한 고체 쓰레기 유도 연료 제조장치에 관한 것이다.

최근 전기, 전자 통신기기들의 발달에 따라 많은 전선들이 사용되고 있으며, 이에 따라 배출되는 많은 폐전선은 소각처리법, 탈피, 챠핑법(chopping)(절단, 외피탈피, 1차저속파쇄기, 2차분쇄, 경사진동이송체로 구리를 회수하는 방법)등을 거침으로써 재활용되고 있으나, 상기 재활용처리법 중 소각처리법은 일부전선을 제외하고는 2차대기오염 발생등의 문제점이 발생됨에 따라 감소추세에 있으며, 탈피, 챠핑법을 이용하여 구리와 껍질(피)로 분리하고 있다.

그러나, 이와 같은 폐전선 재활용과정에서 구리는 자체로 재활용이 가능하나 폐껍질은 PE와 지류등의 성분으로 혼합되어 있어서 각성분별로 분류작업이 불가능하므로 매립하거나 소각처리하고 있어서 환경오염을 일으키고 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은 폐전선재생시설인 챠핑공정에서 부산물로 배출되는 폐껍질을 이용하여 발열량이 높은 고체연료를 제조함으로써, 부적절한 처리방법에 의한 환경오염을 방지하고 폐기물을 재활용하여 에너지 자원화를 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 폐전선의 폐껍질을 이용한 고체 쓰레기 유도 연료 제조장치를 나타내는 도면

도 2는 본 고안에 따른 고체 쓰레기 유도 연료를 나타내는 사시도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 호퍼 12 : 로터리밸브

20 : 혼합기 22 : 스크류

24 : 로터리밸브 30 : 압출기

32 : 스크류 34 : 온도조절장치

36 : 히터 40 : 성형기

42 : 냉각시스템 44 : 외경다이

46 : 내경다이 50 : 커터

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 실시예를 하기에서 첨부된 도면을 참조하여 살펴본다.

도 1은 본 고안에 따른 폐전선의 폐껍질을 이용한 고체 쓰레기 유도 연료 제조장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 고안에 따른 고체 쓰레기 유도 연료(이하 RDF라 함)를 나타내는 사시도이다.

본 고안에 따른 폐전선의 폐껍질을 이용한 고체 쓰레기 유도 연료 제조장치는 하부에 로터리밸브(12)가 설치되어 챠핑공정에서 부산물로 배출되는 폐껍질을 정량배출하는 호퍼(10)와, 내부에 스크류(22)가 설치되고 하부에는 로터리밸브(24)가 설치되며 상기 호퍼(10)로부터 배출된 폐껍질과 소석회(Ca(OH)₂) 및 활성탄을 혼합하여 정량배출하는 혼합기(20)와, 내부에 스크류(32)가 설치되고 선단부외주에는 온도조절장치(34)에 의하여 특정온도범위내로 온도가 조절되는 히터(36)가 설치되어 상기 혼합기(20)로부터 정량배출되는 혼합물을 용융 압출하는 압출기(30)와, 상기 압출기(30)의 선단부종단에 설치되며 외주에 냉각시스템(42)이 구비되어 상기 압출기(30)로부터 배출된 용융물을 중공부가 형성된 관모양으로 성형하는 성형기(40)와, 일정시간간격으로 절단작업을 수행하여 상기 성형기(40)로부터 배출된 고형연료를 절단하는 커터(50)로 구성된다.

한편, 상기한 구성에서 압출기(30)의 선단부비는 5:2로 제작하고, 상기 히터(36)는 100-140℃정도로 온도가 유지되며, 상기 성형기(40)는 내경이 27mm인 외경다이(44)와 외경이 12mm인 내경다이(46)로 구성되며, 내경다이(46)가 외경다이(44)보다 40mm 더 돌출되도록 설치하여 RDF(60)의 모양이 찌그러지지 않도록 한다.

그리고, RDF(60)는 길이가 짧고 균일하여야 연소로에 자동으로 투입할 수 있으므로 그 길이를 60mm로 한다.

상기한 바와 같이 구성된 본 고안에 따른 폐전선의 폐껍질을 이용한 고체 쓰레기 유도 연료 제조장치의 실시예를 하기에서 살펴본다.

폐전선은 대부분 외,내피가 모두 PE로 이루어지거나, 내피는 종이로 외피는 PE로 구성되어 있으며, 이들이 서로 엉켜있는 상태이므로 분류작업이 어렵기 때문에 챠핑시설을 이용하여 구리, 동(銅)만 회수하고 껍질은 폐기물로 배출하게 되며, 이와 같이 배출된 PE 및 지류는 비중이 0.91, 0.47정도로 가벼워 싸이클론에 포집되며, 껍질의 입도는 평균 81.4㎛로 아주가볍다.

이와 같은 크기를 갖는 폐껍질은 고체연료화하는데 알맞은 분쇄입도로 구성되어 있어서 별도의 분쇄과정이 필요하지 않으나, 폐PE와 폐지류는 70:30의 비율로 혼합한다.

이는 폐PE와 폐지류를 70%:30%의 혼합비율로 혼합하는 것이 착화시간이 빠르고, 발열량이 8,400㎉/㎏로 높기 때문이며, 반대로 폐지류를 70%, 폐PE를 30%로 혼합할경우는 착화시간이 늦고 발열량이 6,500㎉/㎏로 1,900㎉/㎏가 더 낮아 폐PE 70%, 폐지류 30%로 혼합하는것이 효율성이 높다.

상기한 바와 같은 혼합비율로 혼합되어 호퍼(10)로부터 정량적으로 배출된 폐껍질은 이송컨베어벨트(14)에 의하여 혼합기(20)로 투입되며, 상기 혼합기(20)에는 폐껍질의 총중량을 기준으로 소석회와 활성탄(26)이 각각 2.0중량%씩 투입되는데, 이는 폐껍질을 고체연료화하여 연소할경우 유해가스인 NO_X, SO_X가 발생되기 때문에 이를 억제하기 위해서 투입되며, 상기 중화제인 소석회와 활성탄분말과 NO_X, SO_X와의 반응을 보면 다음과 같다.

Ca(OH)₂는 SO_X와 반응하여 CaSO_X와 H₂O를 생성하고, 활성탄의 탄소(C)는 2NO와 반응하여 CO₂와 N₂를 생성하며, SO₂와 반응해서 CO₂와 S를 생성하므로, 황산화합물 생성을 억제할 수 있으며 질산화합물은 연소시 탄소와 반응하여 N₂가스로 배출되므로서 대기오염을 억제할 수 있다.

이와 같이 혼합기(20)에서 혼합된 배출물은 로터리밸브(24)에 의하여 정량적으로 압출기(30)로 투입되고, 압출기(30)로 투입된 원료는 스크류(32)에 의하여 이송되면서 히터(36)가 설치된 부분에서 열용융되어 고체연료 성형바인더 역할을 한다.

한편, 상기한 히터(36)에 의하여 원료의 용융과정에서 과열이되면 표면탄화현상이 일어나므로, 가열온도는 120℃정도로 유지시킨다.

상기한 바와 같이 용융된 용융물은 성형기(40)를 거치면서 외경 27mm, 내경 12mm, 두께 15mm의 RDF(60)로 성형되며, 성형기(40)의 내경다이(46)가 외경다이(44)보다 40mm더 돌출되어 RDF(60)의 모양이 찌그러지지 않게 되며, 성형기(40)로부터 성형되어 나오는 RDF(60)는 성형기(40)의 외주에 설치된 냉각시스템(42)에 의하여 냉각되어 굳어진다.

그리고, 이와 같이 성형된 RDF(60)는 일정시간간격으로 회전하는 커터(50)에 의하여 절단되는데, 이 과정에서 RDF(60)의 길이가 짧고 균일하여야 연소로에 투입시 자동화가 가능함으로 그 길이를 60mm로 한다.

상기한 바와 같이 절단된 RDF(60)는 이송콘베어벨트에 의하여 저장조로 이송되어 보관된다.

상기한 바와 같이 제조된 RDF(60)의 발열량과 원소분석치를 하기의 표 1에 나타내며, 연소시험에 의한 배출가스의 정도를 표 2에 나타낸다.

시험항목	단위	결과치	시험방법
발열량	J/g	35320	KSE 3707-95
C	wt%	65.2	원소 분석기
0	wt%	5.84	원소 분석기
S	wt%	0.03	원소 분석기
H	wt%	10.3	원소 분석기
N	wt%	0.06	원소 분석기

항목	배출허용기준	측정치
SO_X	250ppm이하	21.2ppm
NO_X	250ppm이하	76.0ppm
HCl	5ppm이하	불 검 출
C0	-	119.0ppm

상기한 표 1 및 표 2에서 살펴본바와 같이 본 고안의 RDF는 높은 발열량을 가지며 대기오염을 발생시키지 않는다.

또한, 상기의 공정으로 제조된 RDF(60)의 고위발열량은 8400㎉/kg, 저위발열량이 7,890㎉/kg로 석탄보다 높은열량을 나타내며, 발열량이 균일하므로 화석연료의 대체에너지로 이용되어 질 수 있고, 우수한 수송성과 저장성으로 그 이용방법 및 장소에 대한 활용범위가 넓어서 소각시설의 열이용상의 문제점을 해결할 수 있으며, 대기오염물질의 배출이 거의 없는 연료로 좋은 기능성을 가진다.

이상에서와 같이 본 고안은 혼합폐전선 재생시설인 챠핑공정에서 부산물로 년간 10,000톤정도 발생되는 PE와 지류로 구성된 폐껍질을 이용하여 고체 연료를 제조함으로써, 상기 폐껍질을 불법소각이나 매립함으로써 발생되는 대기, 수질, 토양오염을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 생성된 고체연료의 발열량이 높아서 화석연료를 대신할 수 있으므로 자원절감의 효과가 있다.

또한, 상기 고체연료는 이동 및 보관이 용이한 효과가 있으며, 대기오염물질을 배출하지 않으므로 환경오염을 일으키지 않는다.

Claims

하부에 로터리밸브(12)가 설치되어 챠핑공정에서 부산물로 배출되는 폐껍질을 정량배출하는 호퍼(10)와,

내부에 스크류(22)가 설치되고 하부에는 로터리밸브(24)가 설치되며 상기 호퍼(10)로부터 배출된 폐껍질과 소석회(Ca(OH)₂) 및 활성탄을 혼합하여 정량배출하는 혼합기(20)와,

내부에 스크류(32)가 설치되고 선단부외주에는 온도조절장치(34)에 의하여 특정온도범위내로 온도가 조절되는 히터(36)가 설치되어 상기 혼합기(20)로부터 정량배출되는 혼합물을 용융 압출하는 압출기(30)와,

상기 압출기(30)의 선단부종단에 설치되며 외주에 냉각시스템(42)이 구비되어 상기 압출기(30)로부터 배출된 용융물을 중공부가 형성된 관모양으로 성형하는 성형기(40)와,

일정시간간격으로 절단작업을 수행하여 상기 성형기(40)로부터 배출된 고형연료를 절단하는 커터(50)로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐전선의 폐껍질을 이용한 고체 쓰레기 유도 연료 제조장치.